Die Grundlagen von HPE MSA

HPE MSA SAN hat sich als vertrauenswürdige Speicherlösung für kleine und mittelgroße Unternehmen etabliert. Es hat den Test der Zeit bestanden und nimmt auf dem modernen IT-Speichermarkt weiterhin eine starke Position ein. Solche Arrays bieten Funktionen der Enterprise-Klasse zu einem erschwinglichen Preis und werden von Unternehmen bevorzugt, die eine zuverlässige Speicherinfrastruktur benötigen, aber in größere, komplexere Systeme nicht investieren können. Infolgedessen verlässt sich ein großer Teil der Benutzer auf diese Speichersysteme, um ihre wichtigen Daten zu speichern und zu schützen. Aufgrund der weiten Verbreitung von HPE MSA SANs sind Kenntnisse ihrer Architektur und der häufigsten Probleme wesentliche Kompetenzen für IT-Experten, die Ausfallzeiten bei Datenverlust minimieren und die Datenwiederherstellung vereinfachen können. Lassen Sie uns vor diesem Hintergrund tiefer in dieses Thema eintauchen.

Letzte Aktualisierung: 29. Juli 2024

Lesezeit: 17 Min.

Was ist HPE MSA?

MSA (Modular Storage Array) ist eine Familie von SAN-Speichersystemen von Hewlett Packard Enterprise, die sich hauptsächlich an kleine und mittlere Unternehmen (KMU) und Außenstellen richtet. Diese Lösungen erfreuten sich rasch großer Beliebtheit, indem sie fortschrittliche Funktionen auf Unternehmensebene in einem für kleinere Unternehmen akzeptablen Preissegment boten. Die modulare Architektur von MSA SANs ist auch für wachsende Unternehmen zu einem erheblichen Vorteil geworden, da sie mit einfacheren Konfigurationen beginnen und den Speicher bei steigenden IT-Anforderungen durch Hinzufügen zusätzlicher Laufwerksgehäuse erweitern können.

Die Produktlinie wurde erstmals in den frühen 2000er Jahren von Compaq eingeführt. Der ursprüngliche Hersteller wurde später von HP übernommen, aber das übernehmende Unternehmen investierte weiterhin in die Entwicklung dieser Speicher-Array-Familie. Im Laufe der Jahre haben die Systeme mehrere Generationen durchlaufen, die jeweils Verbesserungen in der Leistung, Kapazität, Zuverlässigkeit und Funktionalität mit sich brachten:

  • MSA 1000-Serie – erste MSA-Modelle, die etwa Anfang bis Mitte der 2000er Jahre vorgestellt wurden. Sie boten Speicherfunktionen der Einstiegsklasse mit Unterstützung für SCSI- und Fibre-Channel-Schnittstellen. Im Gegensatz zu den zukünftigen HPE MSA-Produkten war die Technologie unter der MSA 1000-Serie hauptsächlich anbieterspezifisch und wurde von Compaq selbst entwickelt.

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    Bild 1. HPE MSA der Serie 1000.

  • MSA 2000-Serie – MSA-Modelle, die Ende der 2000er Jahre nach der Übernahme durch HP eingeführt wurden. Sie boten Unterstützung für Laufwerke mit höherer Kapazität, RAID-Konfigurationen, erweiterte Datenverwaltungsfunktionen und iSCSI-Konnektivität, was ihre Integration in Umgebungen mit IP-basierten Netzwerken erleichterte. Die Serie war die erste, die ihre Technologiebasis von einem Drittanbieter – DotHill Systems (seit 2015 Teil von Seagate) – integrierte. Dieser Erstausrüster lieferte auch Speicherarrays unter seiner eigenen Marke, die als AssuredSAN bezeichnet wurde. Darüber hinaus wurde die gleiche Technologie umbenannt und in die Produktangebote anderer Top-Unternehmen wie Dell (PowerVault MD4/ME5-Serie) eingeschlossen.

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    Bild 2. HPE MSA der Serie 2000.

  • MSA 2040-Serie – MSA-Modelle, die um 2013 auf den Markt kamen. Diese Array-Generation baute weiterhin auf der DotHill-Technologiebasis auf, brachte jedoch erhebliche Verbesserungen in Bezug auf Leistung, Effizienz und Funktionen wie Thin-Provisioning, Snapshots usw. mit sich. Sie führte auch Hybridsysteme ein, die Solid-State-Laufwerke und herkömmliche Festplatten für eine bessere Produktivität kombinierten.

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    Bild 3. HPE MSA der Serie 2040.

  • MSA 2050/2052-Serie – MSA-Modelle, die seit ca. 2017 verfügbar sind. Sie präsentierten weitere Fortschritte hinsichtlich Leistung, Datenschutz, Skalierbarkeit und erhielten Unterstützung für Hochgeschwindigkeitsschnittstellen (16/32 Gb Fibre Channel und 10/25 Gb iSCSI).

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    Bild 4. HPE MSA der Serie 2050/2052.

  • MSA 2060-Serie – die neueste Generation der MSA-Produktlinie, eingeführt in den 2020er Jahren. Diese Modelle sind mit zahlreichen fortschrittlichen Funktionen ausgestattet. Hierzu gehört das automatisierte Tiering, das die Daten auf Basis von Nutzungsmustern dynamisch zwischen unterschiedlichen Speicherebenen (SSD und HDD) verschiebt. Mit dieser Generation debütierte auch MSA-DP+ (Data Protection Plus), um MSA-Arrays noch widerstandsfähiger zu machen und den Wiederaufbau des Speichers zu beschleunigen.

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    Bild 5. HPE MSA der Serie 2060.

Das typische MSA-System besteht aus den folgenden Komponenten:

HPE MSA-Hardware

Die meisten MSA-Modelle verfügen über eine Dual-Controller-Konfiguration, um die hohe Verfügbarkeit des Systems zu gewährleisten. Jeder MSA-Controller ist mit einer Vielzahl von Ports für Netzwerkkonnektivität und Laufwerksgehäuse ausgestattet. Die Host-Konnektivitätsports umfassen normalerweise Fibre Channel-, iSCSI- und SAS-Optionen, während SAS-Ports zum Anschließen von Laufwerksgehäusen (auch Festplattenregale genannt) verwendet werden.

MSA SANs unterstützen mehrere Festplattenregale, die bei Bedarf hinzugefügt werden können, um die Gesamtspeicherkapazität des Systems zu erhöhen. Die Gehäuse sind für die Installation in Standard-Racks von Rechenzentren konzipiert und können 2 oder 4 Rack-Einheiten belegen. Ein Gehäuse mit großem Formfaktor kann bis zu 12 3,5-Zoll-SAS-Festplatten oder -SSDs aufnehmen, und ein Gehäuse mit kleinem Formfaktor bietet Platz für bis zu 24 Laufwerke pro Gehäuse.

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Bild 6. HPE MSA-Festplattenregal mit großem Formfaktor.

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Bild 7. HPE MSA-Festplattenregal mit kleinem Formfaktor.

HPE MSA-Firmware

Die Firmware in HPE MSA ist normalerweise in den Controllern, Laufwerksgehäusen und anderen Hardwareteilen des Speicherarrays gespeichert und kann je nach Generation und Modell des MSA-Systems erheblich variieren. Bemerkenswert ist, dass Firmware-Updates auch modular aufgebaut sind, was es ermöglicht, sie auf bestimmte Komponenten anzuwenden, ohne das gesamte System zu beeinträchtigen.

HPE MSA-Software

HPE bietet eine umfassende Suite an Softwaretools, Anwendungen und Dienstprogrammen, mit denen Administratoren ein HPE MSA-Speichersystem verwalten, überwachen und optimieren können. Zu den wichtigsten Bestandteilen dieses Softwarepakets gehören:

Storage Management Utility (SMU) – eine webbasierte grafische Benutzeroberfläche für die zentrale Verwaltung, Konfiguration und Überwachung von HPE MSA-Systemen. Sie bietet Echtzeitinformationen zum Betriebsstatus des Speicherarrays, sammelt Leistungsmesswerte und benachrichtigt über Ereignisse, die die Aufmerksamkeit des Administrators erfordern.

Command Line Interface (CLI) – eine textbasierte Schnittstelle, die für erweiterte Konfigurations- und Verwaltungsaufgaben dient, die über die in der GUI verfügbaren Aufgaben hinausgehen.

Performance Auto-Tiering (PAT) – automatisierte Tiering-Software, die Datenzugriffsmuster verfolgt und Daten zwischen Ebenen mit hoher Leistung (SSD) und hoher Kapazität (HDD) verschiebt, um ihre Platzierung zu optimieren.

Remote Snap Software – Snapshots und Remote-Replikationssoftware für die Notfallwiederherstellung. Sie ermöglicht die Erstellung zeitpunktbezogener Snapshots von Volumen, die für Sicherungs- und Wiederherstellungszwecke verwendet werden können.

HPE Smart SAN – ein Dienstprogramm, das Tools und Assistenten zur Vereinfachung der SAN-Verwaltung bereitstellt. Es automatisiert viele Verwaltungsvorgänge und reduziert so den Zeit- und Arbeitsaufwand für die Konfiguration und Wartung des SAN.

Besonderheiten der Datenorganisation

Wie jeder Speicher dieser Klasse verfügt HPE MSA über eine recht komplexe Datenorganisation. Sehen wir uns die Besonderheiten seiner Struktur genauer an:

Physische Laufwerke: Auf der untersten Ebene besteht HPE MSA aus physischen Laufwerken (HDDs und/oder SSDs), die Rohspeicherkapazität bereitstellen. Das System kann eine beträchtliche Anzahl von Laufwerksgehäusen unterstützen – bis zu zehn Einheiten, je nach Speichermodell und -generation.

Festplattengruppen: Eine Sammlung physischer Laufwerke desselben Typs (rotierende Festplatten oder SSDs) wird gruppiert, um Kapazität für einen Speicherpool bereitzustellen. Die Laufwerke werden zum Zweck des Datenschutzes mithilfe eines festgelegten RAID-Schemas zusammengefasst. Die unterstützten Schutz-Levels für Festplattengruppen können RAID 1, RAID 5, RAID 6, RAID 10 und MSA-DP+ umfassen. Wenn RAID 10 ausgewählt wird, muss die Gruppe mindestens zwei Untergruppen haben. Die maximale Anzahl an Laufwerken hängt vom gewählten RAID-Level ab: zwei Laufwerke für RAID 1, sechzehn Laufwerke für RAID 5, RAID 6 oder RAID 10 und mehr als sechzehn Laufwerke für MSA-DP+.

Speicherpools: Festplattengruppen werden zusammengeführt, um einen einheitlichen Container für Volumen zu erstellen, der als Speicherpool bezeichnet wird. Ein einzelner Pool umfasst mindestens eine und bis zu 16 Festplattengruppen.

Volumen: Volumen dienen als primäre Einheiten zum Speichern von Daten in einem MSA SAN, die bestimmten Servern oder Hosts präsentiert werden. Das System kann sowohl herkömmliche (lineare) als auch virtuelle Volumen unterstützen. Lineare Volumen werden direkt auf physischen Festplattengruppen erstellt und verfügen über eine feste Speicherkapazität, die im Voraus zugewiesen wird. Im Gegensatz dazu sind virtuelle Volumen logische Teile des Speicherpools, die sich über den gesamten zugrunde liegenden physischen Speicher verteilen und beim Schreiben von Daten dessen Ressourcen verbrauchen können. In diesem Fall werden logische Blöcke dynamisch physischen Blöcken zugeordnet.

Tiering und Caching: Einige MSA SAN-Modelle bieten Tiering- und Caching-Funktionen zur Maximierung der Leistung des Speichers. Durch Tiering wird die Platzierung der Daten entsprechend den Nutzungsmustern angepasst: Daten, auf die häufig zugegriffen wird, werden auf SSD-Tiers mit höherer Leistung verschoben und der Rest wird auf HDD-Tiers mit geringerer Leistung, aber höherer Kapazität gespeichert. Das System kann SSDs auch als Hochgeschwindigkeitscache für häufig abgerufene Daten nutzen.

Snapshots: HPE MSA-Systeme bieten die Snapshot-Funktion, mit der genaue Kopien eines Volumens in seinem Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt erstellt und anschließend in genau diesem Zustand wiederhergestellt werden können. Beim Erstellen eines Snapshots werden nur die Metadaten kopiert und dann nur die geänderten Blöcke in den Snapshot-Bereich geschrieben, sodass nur minimaler Speicherplatz verbraucht wird.

Häufige Datenverlustprobleme

Trotz ihrer Ausfallsicherheit können bei HPE MSA SANs aufgrund verschiedener Umstände Datenverluste auftreten. Hier sind einige typische damit verbundene Probleme:

SAN-Konfigurationsfehler: Unsachgemäße Änderungen an der SAN-Konfiguration beeinträchtigen häufig den Speicherzugriff und können im schlimmsten Fall zu einer Beschädigung oder einem Verlust der Daten führen.

Ausfälle von SAN-Komponenten: Ausfälle von Hardwarekomponenten innerhalb der SAN-Infrastruktur, einschließlich Controllern, Switches, Kabeln usw., können durch Umweltfaktoren, Herstellungsfehler oder sogar normale Abnutzung verursacht werden und schließlich zum Verlust oder zur Unzugänglichkeit der Daten führen.

Ausfälle einzelner oder mehrerer Laufwerke: Je nach RAID-Level kann das System den Ausfall eines oder beider Laufwerke tolerieren. Ein weiterer Ausfall vor Abschluss der erfolgreichen Wiederherstellung führt jedoch zu einem sofortigen Datenverlust.

Fehlerhafte Software: Unerwartete Abstürze der Software, die das SAN verwaltet, können die logische Struktur der RAID-Arrays, Volumen oder Dateisysteme beschädigen und so Datenverlust oder Probleme beim Zugriff auf die gespeicherten Informationen zur Folge haben.

Fehlgeschlagene Upgrades: Probleme, die durch unzutreffende Firmware-/Software-Updates entstehen, können das Speichersystem instabil machen und Datenunzugänglichkeit, Datenbeschädigung oder Datenverlust nach sich ziehen, insbesondere wenn das Upgrade kritische Speichervorgänge beeinträchtigt.

Menschliche Fehler: Falsche Befehle von Benutzern oder Administratoren können zum unbeabsichtigten Löschen von Dateien, Volumen oder Konfigurationen führen und so einen sofortigen Datenverlust verursachen.

Die beschriebene Technologie wird für die Datenwiederherstellung und den Datenzugriff von den folgenden Softwareprodukten unterstützt: